注塑機精密塑化機理的研究.pdf

1、注射成型是聚合物加工最主要的方法之一,近年來隨著各行業(yè)對注塑制品的要求日益提高,人們更加關注注射成型技術的精密化。影響精密注射成型制品質量及重復精度的因素有很多,如塑化系統(tǒng)、注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、成型模具、工藝條件、原材料等。本文以注射成型的精密性為中心,主要對于注射成型技術中最為關鍵的塑化系統(tǒng),特別是注射螺桿的結構和性能予以研究,采用實驗的方法對精密塑化機理進行分析,包括精密塑化系統(tǒng)的要求、精密注射螺桿性能的檢測方法

2、,精密注射螺桿的結構參數(shù)優(yōu)化方法,特別是超聲波在注塑機在線檢測中的應用,構建了精密注射螺桿性能評價體系。為了提高注塑機的重復精度,探索了基于超聲波在線測量熔體密度的方法,并提出變體積計量為重量計量的精密控制方法。
　　 本文主要研究工作如下:
　　 1、建立了注塑機精密塑化系統(tǒng)性能檢測的實驗平臺,包括注塑機動態(tài)參數(shù)采集系統(tǒng)、熔體測溫裝置、轉速轉矩測試儀、相關模具及壓力溫度傳感器等,可實現(xiàn)對注塑工藝參數(shù):螺桿轉速、功率、熔

3、體溫度、熔體壓力、油缸壓力、注射功等參數(shù)的在線采集。
　　 2、從精密塑化系統(tǒng)的要求出發(fā),分析了精密塑化所需要滿足的熔體質量條件,及塑化性能與制品精度之間的關系,初步對精密塑化機理進行分析,并構建精密塑化系統(tǒng)(主要是注射螺桿)的評價體系。
　　 3、系統(tǒng)地研究了注塑過程中精密塑化系統(tǒng)的檢測方法,主要是熔體均勻性,包括熔體溫度均勻性、熔體黏度均勻性、熔體密度均勻性、熔體分散混合效果,以及注塑機計量準確性、注射穩(wěn)定性及停留時

4、間分布多方面的性能測試方法,尤其是超聲波用于注射成型過程中的在線測量方法；
　　 4、為消除工藝條件的影響,特別采用DOE試驗設計方法,對注塑過程有顯著影響的四個工藝條件(機筒溫度、螺桿轉速、背壓及儲料長度)進行實驗方案設計,按照所設計的工藝組合方案,應用上述所研究的性能測試方法對不同結構的螺桿進行相關檢測,一方面驗證檢測方法的可行性,同時從塑化系統(tǒng)主要性能與制品重復精度的對比性研究定量分析精密塑化螺桿結構與制品精度的關系；

5、r>　　 5、根據聚合物pVT測試技術原理,研制了超聲波熔體測量系統(tǒng),分析了無機粒子填充聚合物的超聲波信號變化、傳播速度及衰減的規(guī)律,以及單一聚合物熔體在不同溫度和壓力狀態(tài)下的超聲波傳播速度的變化規(guī)律；
　　 6、對超聲波表征熔體密度的方法進行了探索性研究,從理論及實驗兩方面驗證了該方法的可行性,該方法不僅可用于最優(yōu)工藝參數(shù)的在線調試,也可用于實現(xiàn)變體積計量為重量計量的精密控制方法的研究,并基于此提出重量控制(m控制)的精密控

6、制概念；
　　 7、研究了精密注射螺桿參數(shù)的優(yōu)化方法,采用Injection MoldingPlastification分析軟件,并結合DOE試驗設計方法,對注射螺桿進行關鍵結構參數(shù)的組合設計,并對不同參數(shù)組合的螺桿進行模擬,通過分析確定對螺桿性能影響最關鍵的參數(shù)及其影響程度,然后進行有針對性的優(yōu)化,最終獲得優(yōu)化的螺桿結構參數(shù)。通過對直徑100mm的普通三段式螺桿及分離型螺桿的優(yōu)化,取得了良好的效果。該優(yōu)化方法作為十一五國家科技